تحلیل اثر وزن بر ارتعاشات آشوبناک روتور انعطاف پذیر با یاتاقان های مغناطیسی

روتور از اجزاء بسیار مهم و حساس صنعت می باشد که معمولا با سرعت بسیار بالایی دوران می کند, ازاین رو انتخاب تکیه گاه های مناسب برای آن ها بسیار حائز اهمیت است. در یاتاقان های مکانیکی (غلتشی و لغزشی), همواره تماس بین روتور و یاتاقان وجود دارد و درنتیجه نیروی غیر خطی حاصل از این تماس, دینامیک سیستم را دستخوش تغییر می کند. با قرار دادن یاتاقان های مغناطیسی به عنوان تکیه گاه روتور, امکان حذف برخورد فراهم شده ولی حضور نیروهای غیرخطی در قالب نیروهای مغناطیسی (ناشی از تابعیت غیرخطی نیروی مغناطیسی از جریان الکتریکی و فاصله هوایی روتور و استاتور, تلفات هیسترزیس و جریان گردابی در کویل های مغناطیسی) همچنان وجود دارد. در این مقاله, رفتار غیر خطی سیستم در حضور نیروهای ایجاد شده توسط یاتاقان های مغناطیسی فعال (AMB) بررسی شده است. سیستم به صورت یک شافت انعطاف پذیر و با هشت درجه آزادی (چهار درجه برای دیسک و دو درجه برای هر یاتاقان) مدل شده و نیروهای ژیروسکوپی ناشی از انعطاف پذیری روتور و نیروی گریز از مرکز نیز در نظر گرفته شده اند. معادلات حاکم با فرض تیر ریلی استخراج و با روش رانگ- کوتای مرتبه چهار حل شده اند. نتایج در دو بخش, با و بدون حضور اثر وزن دیسک و محور موردبررسی قرارگرفته است. برای شناسایی رفتار سیستم از تکنیک های شناسایی آشوب, مانند تاریخچه زمانی, منحنی های صفحه فاز, نمودارهای طیف توان, مقاطع پوانکاره, نمودارهای دوشاخه ای شدن و ماکزیمم نمای لیاپانوف استفاده می گردد. نتایج به دست آمده بیانگر وقوع حرکت های پریودیک, زیر هارمونیک, شبه پریودیک و آشوبناک در پاسخ سیستم و همچنین تفاوت قابل ملاحظه رفتار غیرخطی سیستم در حضور اثر وزن می باشد.